航天技术/新一轮课程改革高中选修课教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:吴沅 编

出品人:

页数:147

译者:

出版时间:2003-4

价格:6.70元

装帧:

isbn号码:9787542831606

丛书系列:

图书标签:

• 航天技术
• 高中选修课
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《星际探索与未来展望：现代航天工程基础读本》 图书简介 本书旨在为对航天技术抱有浓厚兴趣的读者提供一个全面、深入且与时俱进的航天工程基础知识框架。它聚焦于当今全球航天事业的最新进展、核心技术原理及其在未来深空探测和商业航天领域中的应用前景，而非局限于特定地域或某一教育阶段的课程改革教材内容。 第一部分：航天事业的基石与发展脉络 本书的开篇将追溯人类迈向太空的辉煌历程，从早期的火箭理论奠基，如齐奥尔科夫斯基的公式，到冷战时期的太空竞赛。我们着重分析了阿波罗计划的工程挑战与技术突破，以及航天飞机时代的经验教训。随后，我们将目光投向当代，详细阐述了国际空间站（ISS）的轨道力学、生命保障系统以及多国协作的复杂性。 更重要的是，本部分将深度解析当前航天发展的核心驱动力——商业航天革命。我们探讨了SpaceX、蓝色起源等私营航天公司的崛起如何重塑了发射市场的格局，重点分析了可重复使用运载火箭（如猎鹰9号和星舰）的关键技术，包括精确制导、气动控制和着陆技术。这部分内容强调的是工程实现和经济效益的平衡，而非高中阶段的理论简化。 第二部分：轨道力学与飞行器设计原理 本章是理解航天任务的基础。我们从牛顿万有引力定律出发，深入讲解了开普勒定律、轨道根数（Orbital Elements）的精确定义与计算方法。不同于侧重于基础计算的教材，本书详细阐述了高精度轨道预测的摄动因素，如大气阻力、地球非球形引力场（J2效应）、太阳辐射压力以及月球和太阳的引力影响。 在飞行器设计方面，本书聚焦于现代任务需求。我们将探讨如何根据任务目标（近地轨道、地球同步轨道、地月转移轨道）来确定推进剂需求和比冲（Isp）的最佳匹配。我们详细分析了化学推进系统的最新发展，包括高性能液氧/甲烷、液氧/氢发动机的燃烧室设计、喷管效率优化，并引入了先进的电推进技术，如霍尔效应推力器和离子推进器的工作原理、功率管理和推力特性，这些都是深空探测任务的关键技术。 第三部分：深空探测与行星科学的前沿技术 本书的第三部分完全侧重于超越地球轨道的挑战。我们详细介绍了行星际飞行的核心策略：引力弹弓效应（Gravity Assist Maneuver）的精确计算与应用，以及如何利用最优化的霍曼转移轨道和B-Plane瞄准技术实现高效的星际航行。 对于探测器本身的设计，我们深入探讨了极端环境下的电子设备抗辐射加固技术（Radiation Hardening），这是在木星辐射带或火星表面长期运行的必要条件。此外，本书专门开辟章节讨论了先进的遥感载荷技术，包括高光谱成像仪、激光雷达（LiDAR）在地形测绘中的应用，以及深空通信中的延迟容忍网络（DTN）架构。对于火星载人任务的规划，本书还分析了辐射防护、在轨资源利用（ISRU，特别是水冰的提取与利用）的工程可行性研究。 第四部分：卫星通信、导航与空间态势感知 现代航天技术与我们的日常生活紧密相连，本书着重介绍了全球导航卫星系统（GNSS）的工作原理。不同于一般介绍，本书深入剖析了误差修正模型，包括对流层和电离层延迟的实时补偿算法，以及抗欺骗（Anti-Spoofing）技术的实现。 在卫星通信领域，我们重点分析了巨型星座（Megaconstellations）如星链（Starlink）和OneWeb的组网技术。这包括相控阵天线的设计、星间激光链路的实现原理、低延迟路由协议以及如何管理数以万计的卫星的轨道维护与碰撞规避。 空间态势感知（SSA）是维护太空环境安全的关键。本书详细介绍了地基雷达、光学望远镜网络如何用于跟踪太空碎片（Space Debris）和潜在威胁。我们探讨了碎片清除技术，包括捕获机构（如机械臂、捕网）的设计挑战，以及动能撞击清除策略的风险评估。 第五部分：载人航天的未来：登月与载人登火 本书的终章展望了人类未来几十年内的宏伟目标。我们详细分析了美国“阿尔忒弥斯”计划的架构，特别是“门户”（Gateway）空间站的轨道部署策略、猎户座飞船的关键生命支持系统升级。关于载人登火，本书探讨了长期任务中的生理和心理健康挑战，以及重型运载火箭（如SLS和星舰）在将所需载荷送入转移轨道时的能力分析。 总体而言，《星际探索与未来展望》是一本面向有一定科学基础的读者、致力于提供当前最前沿、最实用和最具前瞻性的航天工程知识体系的参考读物。它涵盖了从基础物理到复杂任务规划的整个技术链条，旨在培养读者对现代航天事业复杂性和技术深度的全面认知。

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最让我感到惊喜的是，这本书对“动手实践”和“批判性思维”的强调，简直是超出了我对一本高中教材的期待。它没有把我们当成被动接受知识的容器，而是力图激发我们去扮演“未来工程师”的角色。书中穿插的那些“设计挑战”环节非常棒，比如要求我们根据给定的预算和材料限制，设计一个小型大气层再入器的热防护系统草案，这种开放式的题目没有标准答案，迫使我们必须综合运用热力学、材料学甚至空气动力学的知识去论证自己的选择。更绝的是，书中还附带了一些在线资源的链接和模拟软件的引导，虽然我得自己摸索如何操作，但这种引导本身就极具价值，它告诉我们，真正的科学学习是与工具和前沿数据紧密结合的。这种培养独立解决复杂问题的能力，远比死记硬背几个发射参数要来得宝贵得多。

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从教材的配套资源来看，编者团队无疑是下了大功夫的。我特意去寻找了一些书中提到的补充阅读材料和历史文献，发现这本书的引用和参考资料库做得非常详尽和可靠，几乎每一项关键性的技术突破或理论阐述，都能追溯到最初的原始出处，这对于我们进行更深入的学术探究非常有帮助，避免了二手信息的污染。此外，书中对近十年来的航天领域重大事件的收录也体现了极强的时效性，它没有停留在教科书式的经典案例上，而是把最新的空间站任务、火星探测器的发现，都作为鲜活的教学案例融入其中。这确保了我们学到的知识不是过时的，而是紧跟当前科技发展的最前沿，对于我们这些热衷于未来科技的学生来说，这种“与时俱进”的教材态度，无疑是最令人信赖的品质保证。

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这本书的内容编排逻辑严谨得令人发指，完全不是那种零散的知识点堆砌，而是一条清晰、有层次感的知识脉络。我发现它在介绍新概念时，总是会先从一个宏大的历史背景或者一个引人入胜的实际应用案例切入，比如讲到“轨道力学”时，并没有直接抛出复杂的公式，而是先用阿波罗登月的故事来烘托出精确计算的必要性，这种“先情感冲击，后理性剖析”的叙事手法，极大地降低了初学者的心理门槛。每当一个章节即将进入更深层次的数学推导时，作者总会适时地插入一些“专家解读”或“前沿挑战”的方框注释，这些小插曲不仅提供了课本知识之外的广阔视野，更重要的是，它们像是给读者指明了学习路标，让人清楚地知道当前所学在整个航天领域中的战略地位。这种步步为营、深入浅出的讲解方式，充分体现了编者对高中生认知曲线的深刻理解，真正做到了化繁为简，润物无声。

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这本书的语言风格非常独特，它在保持学术严谨性的同时，巧妙地融入了一种老派的、带着人文关怀的叙述腔调。读起来感觉不像是在听一位冰冷的机器在陈述数据，而更像是在听一位经验丰富的、对航天事业怀有深厚热忱的老教授在娓娓道来。例如，在描述早期火箭先驱们克服的重重困难时，文字中流露出的那种对人类探索精神的赞美，让人热血沸腾，甚至能感受到那种跨越时空的敬意。这种情感的渗透，使得那些原本晦涩的物理定律和工程学原理，仿佛都拥有了鲜活的生命力和故事性。它成功地搭建起了一座连接“科学事实”与“人类理想”之间的桥梁，让学习过程不仅仅是认知上的满足，更是一种精神上的激励和洗礼。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的太空蓝与跃动的星辰金交织在一起，立刻就能把我拉入对宇宙的无限遐想之中。翻开内页，纸张的质感出乎意料地好，那种微微的哑光处理，既保护了眼睛，又让印刷的图像清晰锐利，即便是那些复杂的火箭结构图和卫星轨道模拟图，也能看得一清二楚，细节丰富到令人惊叹。我尤其欣赏作者在排版上的用心，文字块与插图的布局疏密有致，完全没有一般教材那种生硬的堆砌感，更像是精心策划的一本科普画册。尤其是那些跨页的大图，比如“土星光环的形成过程”或者“载人登月舱的分解图”，简直是艺术品级别的呈现，让人忍不住想去触摸屏幕，感受那种震撼的立体感。这种对阅读体验的极致追求，让我在学习那些枯燥的理论知识时，也能保持高度的兴奋和专注，仿佛不是在啃教材，而是在进行一次深入的太空探索之旅。这本书，从拿到手的那一刻起，就预示着它绝不仅仅是工具书那么简单，它是一次对知识美学的致敬。

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